SiC MOSFET功率器件研制及栅介质特性研究的开题报告.docx

SiCMOSFET功率器件研制及栅介质特性研究的开题报告
一、研究背景和意义
随着功率电子技术的不断发展，功率器件的性能要求越来越高。传统的硅功率器件在高电压、高温和高频等方面存在着局限，不能满足复杂工况下的应用需求。因此，新型的高性能功率器件及其材料开始受到广泛的关注，其中包括基于碳化硅（SiC）的功率器件。
SiC材料因具有较高的击穿电场强度、较高的电子迁移率和热稳定性等优良特性，成为新一代高功率、高频率、高温度、高压降能效的理想材料。而SiCMOSFET作为SiC功率器件的重要组成部分，拥有低导通电阻、低开关损耗、低热容和高可靠性等优点，因此被广泛应用于高功率电源、高速电力电子等领域。
本研究旨在开展SiCMOSFET功率器件的研制工作，并对其栅介质特性进行深入研究，探讨其对器件性能的影响，以提高SiCMOSFET器件的性能和可靠性，为功率电子技术的发展做出贡献。
二、研究内容和方法
1、研究内容
（1）SiCMOSFET功率器件的研制：利用ASIC设计技术设计出符合特定应用需求的SiCMOSFET功率器件，通过先进的MEMS工艺生产制造，实现器件的集成、微小化和高度可靠性。
（2）栅介质特性研究：栅介质是SiCMOSFET器件中非常重要的一个组成部分，其性能直接影响着器件的可靠性和性能。本研究将从栅介质的材料选择、制备工艺、电学性能和可靠性等方面进行深入研究。
2、研究方法
（1）设计和生产制造：运用现代ASIC设计技术和MEMS工艺生产技术，设计完善的SiCMOSFET功率器件，并生产制造出符合特定应用需求的功能器件。
（2）材料选择和制备工艺：通过材料试验和分析，选择合适的栅介质材料，并研究最佳的栅介质制备工艺，以获得优良的栅介质性能。
（3）电学性能测试：采用高精度测试仪器进行器件电学性能测试，包括阈值电压、漏电流和导通电阻等参数，评估器件性能。
（4）可靠性测试：通过压电扫描显微镜、拉应力测试和热应力测试等手段，对SiCMOSFET器件的可靠性进行评估。
三、预期成果
（1）成功研制出符合特定应用需求的SiCMOSFET功率器件；
（2）深入研究SiCMOSFET功率器件栅介质材料的制备工艺和电学性能，探究其影响因素及机理。
（3）系统评估SiCMOSFET功率器件的电学性能和可靠性，并提出相应的性能优化与可靠性评估技术，为SiCMOSFET的进一步发展提供支持。
四、参考文献
[1]HuangX,YePH,WangQ,etal.SiCpowerMOSFETswithhighavalancheruggedness[C]//201628thInternationalSymposiumonPowerSemiconductorDevicesandICs(ISPSD).IEEE,2016.
[2]ZhangM,ZhouX,XinX,etal.A150°CΔΣdigital-to-analogconverterwithaSiC-MOSFEToutputdriver[C]//2017IEEEInternationalSymposiumonCircuitsandSystems(ISCAS).IEEE,2017.
[3]ChenR,GuptaRK,JhaA,etal.StudyonSiCMOSFETDeviceDesign,Fabrication,FailureAnalysis,andRuggednessEvaluation[C]//ASME2017InternationalTechnicalConferenceandExhibitiononPackagingandIntegrationofElectronicandPhotonicMicrosystemscollocatedwiththeASME2017ConferenceonInformationStorageandProcessingSystems.AmericanSocietyofMechanicalEngineers,2017.
[4]RonsmansT,VermeerschB,BeltranE,etal.TheimpactofSiCMOSFETruggednessonconvertersystemdesign[C]//APEC2018.IEEE,2018.
[5]KumarR,ZhangM,ZhengL,etal.Performanceimprovementof1700VSiCMOSFETswithburiedp-well[J].IEEETransactionsonPowerElectronics,2019,34(9):8519-8523.